支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计

支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计
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A0-底座.dwg
A0-液压支架装配图.dwg
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正文：支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计.doc
摘要

本设计研究的是煤矿中应用的支撑掩护式液压支架和液压支架的底座设计。支撑掩护式液压支架在煤炭行业是一种重要的支护设备，液压支架是综采工作面支护设备，它的主要用途是支撑煤层的顶部，保证大范围的通风，推移工作配套设备。
液压支架主要是以高压液体作动力、由液压元件（液压缸和液压阀）与金属构件组成一种支撑和管理顶板的自移式设备，它不仅能实现支撑、切顶和隔离采空区，而且还能使支架本身前移和推动输送机。
底座是支架的主要部件，顶板的载荷通过支架传递给底座。液压支架的四连杆机构包括底座。支架通过底座和推移的机构连接来使配套设备的移动。底座的结构形式分为分式铰接底座和钢性底座。
关键词：液压支架；立柱；底座；连杆
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目录
前言…………………………………………………………………………1
1.液压支架的概述……………………………………………………………2
1.1液压支架的组成和用途 …………………………………………………2
1.1.1液压支架的组成………………………………………………………2
1.1.2液压支架的用途………………………………………………………2
1.2液压支架的工作原理……………………………………………………2
1.2.1升柱……………………………………………………………………2
1.2.2降柱……………………………………………………………………2
1.2.3支架和输送机前移……………………………………………………3
1.3液压支架设计目的、要求和设计支架必要的基本参数……………………4
1.3.1设计目的………………………………………………………………4
1.3.2液压支架的基本要求…………………………………………………4
1.3.3设计液压支架必需的基本参数…………………………………………5
1.4液压支架的选型…………………………………………………………5
1.4.1液压支架的支撑力与承载关系………………………………………5
1.4.2液压支架架型的分类………………………………………………6
1.4.3 液压支架选型原则………………………………………………8
1.4.4  液压支架设计的原始条件……………………………………………8
2.液压支架的整体结构尺寸设计……………………………………………9
2.1液压支架基本技术参数的确定…………………………………………9
2.1.1支护高度………………………………………………………………9
2.1.2支架间距………………………………………………………………10
2.1.3底座长度………………………………………………………………10
2.1.4支护强度………………………………………………………………11
2.2液压支架四连杆机构的确定……………………………………………11
2.2.1四连杆机构的作用……………………………………………………11
2.2.2四连杆机构的几何作图法……………………………………………13
2.2.3几何作图法作图过程………………………………………………15
2.3液压支架配套设备和顶梁参数的确定…………………………………18
2.3.1采煤机和运输机型号的确定…………………………………………18
2.3.2顶梁的确定……………………………………………………………18
2.3.3对顶梁长度的影响……………………………………………………19
2.3.4顶梁主要尺寸的确定…………………………………………………20
2.4掩护梁的结构及参数的确定……………………………………………21
2.4.1掩护梁的作用和用途……………………………………………21
2.4.2掩护梁的结构型式………………………………………………22
2.4.3掩护梁的参数确定………………………………………………22
2.5立柱及主要参数的确定………………………………………………25
2.5.1立柱布置………………………………………………23
2.5.2立柱主要参数确定………………………………………………23
2.6千斤顶的技术参数确定………………………………………………26
2.6.1框架连接方式推移千斤顶的动作原理………………………………26
2.6.2 框架连接方式推移千斤顶……………………………………………26
2.7侧护板…………………………………………………………………27
2.7.1 侧护板的种类……………………………………………………… 27
2.7.2侧护装置的作用………………………………………………28
2.7.3侧护板的结构和型式………………………………………………28
2.7.4侧护板尺寸的确定………………………………………………28
3液压支架的受力分析………………………………………………29
3.1液压支架的支护性能与外载荷…………………………………………29
3.2液压支架的受力分析与计算…………………………………………31
3.2.1支撑掩护式支架………………………………………………31
3.3液压支架受力的影响因素………………………………………………37
3.3.1 支架高度对支架受力的影响…………………………………………37
3.3.2摩擦系数对支架受力的影响………………………………………37
3.3.3前梁千斤顶的推拉力对支架的受力影………………………………38
3.3.4 tgθ值支架受力的影响……………………………………………38
3.3.5 摩擦力方向对支架受力的影响………………………………………38
4 液压支架的底座设计………………………………………………38
4.1底座的作用及用途………………………………………………………38
4.2底座的结构型式及尺寸确定…………………………………………39
4.2.1 底座的结构型式…………………………………………39
4.2.2底座主要尺寸的确定…………………………………………………40
4.3液压支架的底座受力分析及计算………………………………40
4.4液压支架底座接触比压计算……………………………………………42
4.4.1底座平均接触比压………………………………………………42
4.4.2 底座最大、最小接触比压…………………………………………… 43
4.5对底座设计的要求及减少底座前端比压的措施…………………………45
4.5.1对底座设计的要求………………………………………………45
4.5.2减少底座前端比压的措施…………………………………………45
4.6底座的强度计算………………………………………………46
4.6.1各截面弯矩……………………………………………………………46
致谢………………………………………………………………………54
参考文献……………………………………………………………………55附录A译文…………………………………………………………………56
附录B外文文献……………………………………………………………74